5 种常见野生浆果的抗紫外线和抗微波辐射性能

杨 华，任 悦，庞惟俏，郭德军*

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江 大庆 163319）

5 种常见野生浆果的抗紫外线和抗微波辐射性能

杨 华，任 悦，庞惟俏，郭德军*

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江 大庆 163319）

通过亚甲基蓝酵母染色法，测定大兴安岭地区5 种野生浆果水浸提液对酿酒酵母抗辐射的保护作用。随着紫外线辐射距离的增加、辐射时间的减短、浸提液质量浓度的提高、浆果抗紫外线辐射作用增强。大兴安岭地区常见5 种浆果抗微波和抗紫外线辐射的顺序为：野生蓝莓＞红豆越橘＞五味子＞黑果花楸＞树莓。在功率120 W微波辐射20 s时，5 种浆果浸提液的抗微波辐射能力在90%以上；功率380 W，微波处理时间为20 s时，野生蓝莓、红豆越橘、五味子浆果浸提液抗微波辐射能力依然在90%左右，黑果花楸、树莓浆果浸提液的抗微波辐射能力较弱；功率780 W，微波处理时间为40 s时，野生蓝莓抗微波辐射能力仍有84%，其余4 种浆果浸提液的抗微波辐射能力大幅度下降。实验表明，大兴安岭地区5 种常见浆果浸提液均具有抗微波和抗紫外线辐射作用，其中野生蓝莓抗辐射能力最强。

野生浆果；抗紫外线；抗微波；性能

树莓营养齐全，含有多种维生素和微量元素，如VB2、Ca、Zn、Fe、Mg等，其中，VC含量是苹果的5 倍[1-2]。还含有丰富的呈色物质花色苷。现代医学证明，树莓花色苷具有抗氧化、抗突变、降低血清及肝脏中脂肪含量等功能，是国内现代兴起的第3代水果之一[3]。红豆越橘、野生蓝莓同属杜鹃花科，均含有丰富的生物活性物质，如多酚、黄酮、花色苷、超氧化物歧化酶以及丰富的VC、VE[4-6]。并具有多种保健功能，能够抗菌、抗炎、抗氧化、抗衰老、防辐射，对癌症、心血管疾病、视力问题、糖尿病具有一定的治疗效果[7-11]。黑果花楸果实具有非凡的保健作用，果实及其提取物对心脏病、高血压等心脑血管疾病具有特殊的疗效，果实内含有治疗癌症和心脏病的特定化合物[12]。五味子果实有增强记忆力及抗氧化作用，延缓神经衰老的功效[13-14]，有很高的药用价值，主治津伤口渴、短气脉虚、内热消渴、心悸失眠，是常用中药之一[15]。

随着生活水平的提高，人们对食品的品质和功效的要求也有了较大的提高，使得人们不仅满足于食品的色香味，还要求食品具有其他保健功效，如防辐射功效。现代人经常暴露在紫外线和微波辐射条件下，细胞受到大量紫外线辐射，致使该细胞丧失与周围细胞的沟通力或与周围细胞共同凋亡[16]。另外，微波炉等家用电器的普遍使用会使人体受到微波辐射而导致慢性损伤。目前国内外有关浆果的研究多集中在其延缓脑神经衰老、增强记忆力、消除体内炎症的作用，抗癌作用等方面[17-19]，对于浆果抗紫外线、抗微波辐射作用的研究报道很少，陈沙等[20]仅对蓝莓和红豆越橘的抗辐射性能进行过研究，本实验利用大兴安岭地区5 种常见的浆果干浸提液对酿酒酵母进行抗紫外线和微波辐射的作用进行研究，以期为研制新的抗辐射保健食品和化妆品提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 菌种、材料与试剂

酿酒酵母D15 黑龙江八一农垦大学食品学院微生物实验室保藏。

树莓（人工种植）、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸（人工种植）、五味子 大兴安岭超越野生浆果加工有限公司提供。

亚甲基蓝、乙醇、生理盐水 生工生物工程（上海）股份有限公司。

酵母浸出粉胨葡萄糖琼脂培养基（yeast peptone dextrose，YPD）：蛋白胨20.0 g、酵母膏10.0 g、葡萄糖20.0 g、蒸馏水1 000 mL，pH 7.0，121 ℃条件下灭菌20 min。

1.2 仪器与设备

电子天平 上海精科天美贸易有限公司；FW-80型高速万能粉碎机 北京市永光明医疗仪器厂；热风干燥箱 苏州瑞威净化科技有限公司；微波炉 广东格兰仕集团有限公司；紫外照射仪 东莞市博世能实业有限公司；生物显微镜 上海巴拓仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 浆果水浸提液的制备[21]

取适量鲜浆果→称质量→50 ℃条件下干燥48 h→称质量（计算水分含量）→组织破碎→浸泡2 h→3 000 r/min离心20 min→过滤（去渣）→3 000 r/min离心20 min→静置→取上清液→4 ℃条件下避光保存

1.3.2 酵母菌悬液的制备

酿酒酵母菌种D15→接入YPD培养基活化→计数→稀释→4 ℃条件下避光保存

1.3.3 酿酒酵母细胞抗辐射检测方法[16]

在洁净的载玻片上先加一滴酿酒酵母菌悬液，再加一滴浆果浸提液覆盖在上面，利用生理盐水作空白。将载玻片移入微波炉中或者紫外灯下照射。经过一定时间照射以后，加一滴质量分数为0.02%亚甲基蓝覆盖其上，放置5 s，移到生物显微镜下观察，未被亚甲基蓝染色的细胞记为活细胞，被亚甲基蓝染成蓝色的细胞记为死细胞。

多次转换视野，重复3 次，取平均值。计算酿酒酵母细胞的存活率。利用酿酒酵母细胞的存活率来衡量浆果浸提液对酿酒酵母的抗辐射保护能力。细胞存活能力与抗辐射能力成正比。实验分6 组：覆盖树莓果干浸提液辐射组、覆盖红豆越橘果干浸提液辐射组、覆盖野生蓝莓果干浸提液辐射组、覆盖黑果花楸果干浸提液辐射组、覆盖五味子果干浸提液辐射组、辐射对照组。按照下式计算酵母菌细胞存活率。

1.3.4 浆果浸提液的抗微波作用[16]

称取0.6 g浆果干（鲜浆果在50 ℃条件下干燥48 h，下同），于10 mL蒸馏水（使浆果浸提液质量浓度为0.06 g/mL，下同）中浸泡2 h，再于3 000 r/min离心20 min，静置，取上清液，覆盖有一滴酵母菌菌悬液的载玻片，于120、380、780 W微波辐射20、30、40 s，重复实验3 次，再滴加亚甲基蓝，静置5 s，于显微镜下观察，计算酵母菌细胞存活率。

1.3.5 不同辐射距离下浆果浸提液的抗紫外线辐射作用

称量0.6 g浆果干于10 mL蒸馏水中浸泡2 h，于3 000 r/min离心20 min，静置，取上清液，其上覆盖有一滴酵母菌菌悬液的载玻片，在40、48、52 cm距离下用紫外照射仪照射30 min，重复实验3 次，再滴加亚甲基蓝，静置5 s，于显微镜下观察，计算酵母菌细胞存活率。

1.3.6 不同辐射时间下浆果浸提液的抗紫外线辐射作用

称取0.6 g浆果干于10 mL蒸馏水中浸泡2 h，于3 000 r/min离心20 min，静置，取上清液，其上覆盖一滴有酵母菌菌悬液的载玻片，在52 cm的照射距离下分别照射20、30、40 s，重复实验3 次，再滴加亚甲基蓝，静置5 s，于显微镜下观察，计算酵母菌细胞存活率。

1.3.7 不同质量浓度的浆果浸提液的抗紫外线辐射作用

分别称取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 g浆果干于10 mL蒸馏水中（浆果浸提液质量浓度分别为0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14 g/mL）浸泡2 h，于3 000 r/min离心20 min，静置，取其上清液，在其上覆盖有一滴酵母悬液的载玻片，在50 cm距离下用紫外照射仪照射1 h，重复实验3 次，再滴加亚甲基蓝，静置5 s，于显微镜下观察，计算酵母菌细胞存活率。

2 结果与分析

2.1 不同条件下浆果浸提液的抗微波辐射作用

2.1.1 微波辐照120 W时浆果浸提液的抗辐射作用

图1 微波辐射功率120 W时不同浆果浸提液的抗微波辐射作用Fig.1 Anti-microwave radiation capacity of berry extracts at microwave power of 120 W

由图1可知，随着微波处理时间的延长，酵母菌细胞的存活率呈下降趋势。在微波功率为120 W处理时间为20 s时，黑果花楸、红豆越橘、五味子、野生蓝莓浆果浸提液对酵母菌细胞的保护作用可达到90%以上，树莓浆果浸提液对酵母菌细胞的保护作用可达到87%，而对照组的酵母菌细胞存活率仅有35%。当处理时间延长至40 s时，黑果花楸、五味子、野生蓝莓浆果浸提液的保护作用仍可达到90%以上，红豆越橘与树莓浆果浸提液保护作用分别为89%、82%，对照组中酵母菌细胞存活率仅有27%。5 种浆果浸提液在低功率下的抗辐射能力均较强，酵母菌细胞的存活率较高，不同浆果之间差异不大，与对照组相比差异比较显著。说明在低功率微波辐射条件下，5 种浆果浸提液均有很好的抗微波辐射作用。

陈沙等[20]研究中证明了红豆越橘和野生蓝莓具有抗辐射能力，但未进行方差分析和探讨其他浆果的抗辐射能力。由表1可知，树莓、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液在120 W的微波功率下、处理40 s时抗辐射能力差异极显著。

表1 微波辐射120 W、40 s时不同浆果浸提液的抗微波辐射方差分析Table1 Analysis of variance for anti-microwave radiation capacity of different berries at the microwave power of 120 W and microwave radiation time of 40 s

2.1.2 微波辐照380 W时浆果浸提液的抗辐射作用

图2 微波辐射功率380 W时不同浆果浸提液的抗微波辐射作用Fig.2 Anti-microwave radiation capacity of berry extracts at microwave power of 380 W

由图2可知，微波功率为380 W，处理时间为20 s时，红豆越橘、五味子、野生蓝莓浆果浸提液具有良好的抗微波辐射作用，酵母菌细胞的存活率可达到90%以上，树莓与黑果花楸浆果浸提液的酵母细胞存活率可达到80%左右，而对照组酵母细胞存活率仅为28%，随着微波处理时间的延长，酵母菌细胞的存活率有所下降；当处理时间达到40 s时，野生蓝莓浆果浸提液仍然表现出较高的保护作用，酵母菌细胞存活率仍高达90%以上，红豆越橘和五味子浆果浸提液的保护能力也可达到88%左右，树莓与黑果花楸浆果浸提液抗辐射保护能力略有下降，而对照组酵母菌细胞存活率仅为22%。说明当微波功率达到380 W时，树莓、黑果花楸浆果浸提液的抗辐射能力相对于其他3 种浆果略低，红豆越橘、五味子、野生蓝莓浆果浸提液对酵母菌具有很好的保护作用。树莓、黑果花楸浆果浸提液的抗辐射能力较弱的原因可能是人工种植的浆果中钾、铁、锌等元素含量不如野生浆果，对微波的反射作用不大[22-23]，而野生蓝莓中含有极高的钾[24]，这也可能是其对酵母菌细胞的保护作用较强的一个原因。

对树莓、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液在微波功率380 W、处理时间40 s条件下的酵母菌细胞存活率进行方差分析，由表2可知，树莓、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液之间抗微波辐射作用差异显著。

表2 微波辐射380 W、40 s时不同浆果浸提液的抗微波辐射方差分析Table2 Analysis of variance for anti-microwave radiation capacity of different berries at microwave power of 380 W and microwave radiation time of 400 ss

2.1.3 微波辐照780 W时浆果浸提液的抗辐射作用

图3 微波辐射功率780 W时不同浆果浸提液的抗微波辐射作用Fig.3 Anti-microwave radiation capacity of berry extracts at microwave power of 780 W

由图3可知，微波功率780 W时，野生蓝莓浆果浸提液对酵母菌细胞的保护变化不大，在不同微波处理时间下，酵母菌细胞存活率均高达90%以上，而其余4 种浆果浸提液保护作用都有明显下降，当微波处理时间达到40 s时，树莓浆果浸提液的对酵母菌细胞的保护作用达到48%，红豆越橘浆果浸提液的对酵母菌细胞的保护作用达到67%，黑果花楸浆果浸提液的酵母菌细胞存活率为56%，五味子浆果浸提液对酵母菌细胞的保护作用降至62%以下，而对照组为0。野生蓝莓花色苷含量高达147.759～725.413 mg/100 g[25]，野生蓝莓之所以有较强的防微波辐射作用可能是野生蓝莓汁中高含量的花色苷对紫外线、微波等辐射有强烈的吸收作用；野生蓝莓中的花色苷能有效地清除细胞中的活性氧自由基，具有减少DNA断裂的作用[20]。

分别对树莓、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液在微波功率780 W、处理时间40 s条件下的酵母菌细胞存活率进行方差分析，由表3可知，树莓、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液之间抗微波辐射作用呈极显著差异。同时，对野生蓝莓浆果浸提液在微波功率780 W条件下，不同处理时间的结果进行方差分析，由表4可知，野生蓝莓浆果浸提液在不同微波处理时间条件下对酵母菌细胞的保护率呈显著差异。表明微波处理的时间确实影响野生蓝莓对酵母细胞的保护作用，处理时间越长，野生蓝莓浸提液的抗辐射能力就越弱。

表3 微波辐射780 W、40 s时不同浆果浸提液抗微波辐射结果的方差分析Table3 Analysis of variance for anti-microwave radiation capacity of different berries at microwave power of 780 W and radiation time of 40 s

表4 不同辐照时间条件下野生蓝莓浆果浸提液抗微波辐射结果的方差分析Table4 Analysis of variance for anti-microwave radiation capacity of blue berry at different radiation times

2.2 不同条件下浆果浸提液的抗紫外线辐射作用

2.2.1 辐射距离对浆果浸提液抗紫外线辐射保护作用的影响

图4 不同辐射距离对浆果浸提液抗紫外线辐射保护作用的影响Fig.4 Effect of different radiation distances on the anti-ultraviolet radiation efficiency of berries

由图4可知，紫外线辐射30 min，浆果浸提液质量浓度为0.06 g/mL时，红豆越橘和野生蓝莓浆果浸提液均具有良好的防紫外线能力，而树莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液的抗辐射能力相对较弱。当辐射距离为52 cm时，野生蓝莓和红豆越橘浆果浸提液的抗辐射能力基本持平，为87%；随着辐射距离逐渐减小，5 种浆果浸提液对酵母细胞抗紫外线保护能力逐渐减弱，抗紫外能力呈显著差异。当距离缩短至40 cm时，野生蓝莓与红豆越橘浆果浸提液的抗辐射能力分别为70.6%、61.7%，树莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液的抗辐射能力分别为6.7%、12.4%、24.1%，而对照组酵母菌细胞存活率基本为0，实验组间差异极显著。这表明野生蓝莓与红豆越橘是很好的抗紫外线辐射食品资源。

对5 种不同浆果，在紫外线辐射距离为40 cm条件下的酵母菌细胞存活率进行方差分析，结果如表5所示，5 种浆果浸提液之间抗紫外线能力差异极显著。

表5 在紫外线辐射距离40 cm时不同浆果的抗紫外线保护效果的方差分析Table5 Analysis of variance for anti-microwave radiation capacity of different berries at ultraviolet radiation distance of 40 cm

2.2.2 辐射时间对浆果浸提液抗紫外线辐射保护作用的影响

图5 不同辐射时间对浆果浸提液抗紫外线辐射保护作用的影响Fig.5 Effect of different radiation times on the anti-ultraviolet radiation efficiency of berries

由图5可知，浆果浸提液质量浓度为0.06 g/mL，辐射距离为52 cm时，随着辐射时间的逐渐延长，5 种浆果浸提液对酵母细胞的抗紫外线辐射保护能力逐渐减弱，但红豆越橘和野生蓝莓浆果浸提液始终都具有良好稳定的防紫外线能力，而树莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液的抗辐射能力相对较弱。当辐射时间20 min时，红豆越橘、野生蓝莓浆果浸提液中酵母菌细胞存活率可达90%左右，而黑果花楸、树莓和五味子浆果浸提液抗紫外线辐射能力相对较弱。当辐射时间超过30 min后，红豆越橘、五味子浆果浸提液的抗紫外线辐射能力变化较大，而野生蓝莓、树莓浆果浸提液的保护能力变化趋于平稳；当紫外线照射时间达到40 min时，浆果浸提液对酵母菌细胞抗辐射保护能力的顺序为：野生蓝莓＞红豆越橘＞黑果花楸＞五味子＞树莓，此时对照组酵母菌细胞的存活率基本为0，与实验组呈极显著差异。

对5 种不同浆果在紫外线照射40 min条件下的酵母菌细胞存活率进行方差分析，结果如表6所示，5 种浆果浸提液之间抗紫外线能力呈极显著差异。

表6 在紫外线辐射40 min时不同浆果的抗紫外线保护作用的方差分析Table6 Analysis of variance for anti-ultraviolet radiation capacity of different berries at ultraviolet radiation time of 40 min

2.2.3 浆果浸提液质量浓度对抗紫外线辐射保护作用的影响

图6 浆果浸提液质量浓度对浆果浸提液抗紫外线保护作用的影响Fig.6 Effect of berry extract concentration on anti-ultraviolet radiation capacity

由图6可知，当5 种浆果浸提液质量浓度为0.04 g/mL时，野生蓝莓和红豆越橘浆果浸提液的抗紫外线辐射能力较好，酵母菌细胞存活率可达到80%以上，树莓、黑果花楸、五味子浆果浸提液对酵母菌细胞保护作用较弱，酵母菌细胞存活率低于20%。随着浆果浸提液质量浓度的增大，对酵母菌细胞保护率也相应增大。在浆果浸提液质量浓度小于0.06 g/mL时，5 种浆果浸提液对酵母菌细胞抗辐射保护作用的顺序为：野生蓝莓＞红豆越橘＞五味子＞黑果花楸＞树莓。当浆果浸提液质量浓度大于0.10 g/mL时，黑果花楸的抗紫外线辐射能力明显增强，当浆果浸提液质量浓度大于0.12 g/mL时，黑果花楸浆果浸提液抗紫外线辐射保护效果比五味子浆果浸提液更好，但仍然不如野生蓝莓和红豆越橘浆果浸提液。当浆果浸提液质量浓度为0.14 g/mL时，野生蓝莓浆果浸提液抗紫外线辐射保护能力达96%；树莓浆果浸提液抗紫外线辐射保护能力最弱，仅有43.74%。野生蓝莓的抗紫外线辐射能力较强，但是野生蓝莓中的花青素含量高，会使皮肤染色，这不利于抗紫外线化妆产品的开发，同时，野生蓝莓中的抗紫外线成分有待进一步的研究。因此，吃新鲜的野生蓝莓或饮用高质量浓度的野生蓝莓果汁应该具有很好的防辐射效果。

3 结 论

树莓、红豆越橘、野生蓝莓、黑果花楸、五味子5 种浆果均具有较好的抗紫外线和微波辐射效果，尤其红豆越橘和野生蓝莓具有很强的抗微波辐射和紫外线的能力，可作为抗辐射食品开发的资源。5 种浆果抗辐射能力的顺序为：野生蓝莓＞红豆越橘＞五味子＞黑果花楸＞树莓。随着微波辐射功率的增加，野生蓝莓抗微波辐射的保护作用变化不大，而树莓、黑果花楸、五味子、红豆越橘的抗辐射保护作用受微波辐射强度影响较大，呈快速递减趋势。随着浆果浸提液质量浓度的增大，树莓、黑果花楸、红豆越橘、五味子、野生蓝莓的抗紫外线辐射保护能力增强，其中野生蓝莓的抗紫外线辐射能力最好，但其抗辐射成分尚不明确，需待进一步研究。鉴于上述5 种浆果，尤其野生蓝莓具有抗紫外线和抗微波辐射作用，而现代生活又经常暴露于微波和紫外线环境下，尤其是孕妇，建议应常食用红豆越橘和野生蓝莓浆果，从而减弱紫外线、微波、电脑、手机、消毒柜臭氧等对人体的辐射性损伤。

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Anti-Ultraviolet and Anti-Microwave Radiation Effects of Five Common Wild Berry Varieties in Saccharomyces cerevisiae

YANG Hua, REN Yue, PANG Weiqiao, GUO Dejun*
(School of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

The anti-radiation effects of water extracts of five wild berries from the Daxinganling region of north China in the yeast Saccharomyces cerevisiae when exposed to ultraviolet (UV) or microwave were determined through methylene blue staining. The results showed that the anti-UV effect of berries on Saccharomyces cerevisiae became strong with its increasing concentration, increasing radiation distanc e and decreasing radiation time. The order of anti-UV and antimicrowave radiation effects of five berry varieties was blueberry > Vaccinium vitis-idaea L.> Schisandra chinensis > Aronia melanocarpa > raspberry. The anti-microwave efficiency of all five berry varieties to 20 s microwave radiation at 120 W was higher than 90%. When the microwave power was 380 W and the microwave treatment time was 20 s, the anti-microwave efficiency of wild blueberry, Vaccinium vitis-idaea L. and Schisandra chinensis was approximately 90%, but the antimicrowave efficiency of other berries was weaker. When the microwave radiation was carried out for 40 s at 780 W, the antimicrowave capacity of blueberry was still 84%; however, the anti-microwave capacity of other berries significantly declined. It is concluded that the five berry varieties grown in the Daxinganling region have anti-ultraviolet and anti-microwave radiation capacity, of which blueberry provides the strongest protection from radiation.

wild berries; anti-ultraviolet radiation; anti-microwave radiation; properties

10.7506/spkx1002-6630-201603012

TS255.1

A

1002-6630（2016）03-0060-06

杨华, 任悦, 庞惟俏, 等. 5 种常见野生浆果的抗紫外线和抗微波辐射性能[J]. 食品科学, 2016, 37(3): 60-65. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201603012. http://www.spkx.net.cn

YANG Hua, REN Yue, PANG Weiqiao, et al. Anti-ultraviolet and anti-microwave radiation effects of five common wild berry varieties in Saccharomyces cerevisiae[J]. Food Science, 2016, 37(3): 60-65. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201603012. http://www.spkx.net.cn

2015-05-28

黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目（YJSCX2014-Y45）；黑龙江农垦总局技术开发课题（HNK13KF-15-01）

杨华（1990—），女，硕士研究生，研究方向为食品微生物。E-mail：1157836297@qq.com

*通信作者：郭德军（1968—），男，教授，博士，研究方向为食品微生物。E-mail：187013609@qq.com